低温多晶硅(Low Temperature Poly-Si,LTPS)是承接非晶硅之后的LCD关键性技术，在实用化之后；陆续投入数字相机、摄影机、PDA和Mini Notebook 等。其相对于非晶硅的最大特色是移动度(mobility)高，终极可实现System on Glass的目标，在充份发挥量产的效应之后，亦具有制造成本的优势，业界投入LTPS已逐渐升温(表一)，这当中不只是LCD而已，还包括有志于OLED的业者。在技术方面亦迈入第二代，将再提高LTPS的实用落伍。新代系指具高孔位比和驱动IC内藏的技术，第二代是指系统内藏的技术。(图一)

若干系统制造商已开始使用LTPS的LCD面板。在大尺寸方面，松下、东芝、Sony和JVC都已推出6吋到10吋间LTPS面板的Mini Notebook；Olynpus、三洋电机、Sony和富士写真部份数字相机机种亦开始采用；Sony和Compug的彩色PDA亦使用LTPS LCD。依Sony和Toyota合产的ST-LCD公司预测，在2003年时中小尺寸的TFT LCD中，将有八成是LTPS。这正是为何业界大力投入的原因。

《图一 LCD面板技术的演进》

低温多晶硅可达到系统面板的终端目的

《图二 LCD面板对应于移动电话手机市场区隔的技术》

日本业界在九○年代未期已意识到无法在PC用的大尺寸面板上和南强竞争，遂以技术移转的方式，和台湾业界合体，一方面抗衡南强业者，另一方面在取得权利金之后，有助于奥援LTPS的新一代LCD的开发，以区隔美日韩业者的技术能力和市场。Sharp、东芝、NEC、日立、松下和三菱六家公司甚至共同成立了液晶光论技术开发中心(ALTEDEC)，以结合业界的力量，开发新代LCD技术，不过三菱在最近已经退出。

第一代的LTPS是将驱动IC与DA转换器内藏于玻璃上，是过渡时期的作法。为了持续强化LTPS的技术，第二代LTPS的定义是将除了CPU以外的所有芯片内藏于玻璃，如影像控制器、RAM和外围界面等，其发展蓝图颇神似于IC。依东芝所投出的第一代～第三代的定义则有些不同。(表二)

现皆段业界所开发的重点存控在第二代，沿用IC 的制造和设计两面着手，达到IC和LCD技术融合的目标，使LCD的画质可以直逼CRT。在这种理念下，日本业界已开始运作IC和LCD研发人员的相互交流和共同合作。

第二代LTPS的研究重点大致有四个：(一)移动度提高，并重视低成本技术的养成；(二)提高可靠度，以落实量产能力(三)为因应微细化的要求，开发出高分辨率的曝光装置(四)设计高性能的电路。业界在2000年下半年开始，纷纷提出可行的解决方式。如使用金属触媒在玻璃基板的内面，促进结晶的成长，达到大粒径化，称为MILC(metal induced lateral crystallization)，可使移动度提高，达到300，并可降底成本。Sharp所提出的CG Silicon即使MILC的一种。Philips另开发出可解决milc结晶成长的缺陷。

用在手机面板省电效应显著

东芝是LTPS LCD的先驱业者，另开发了SRAM内藏在面板的技术，可大富减少电力消耗。其方法是在画素电极表形成SRAM，在静态影像显示时，可达到省电的效果。当移动电话手机迈入彩色化之际，同时满足动态影像显示和增加显示颜色的TFT和TFD主动矩阵技术的引进是必要的，但其高耗电量却不得不令业者却步，而不被使用，只能采用耗电量较少的STN。东芝此一技术反射式设计，可解决此一问题。画素电极里形成SRAM，SRAM的共存3位，各位负责保持RGB的色料，遂可实现8种颜色的静态影像。此时从外围电路的接取读取数据，不需要再写入画素，因而面板为列对，画素数为144╳176，画素间距为0.24MM，在4096动态影像显示时，电力消耗为25MW，8色的静态影像显示只有1.3MW，预定在2001年内量产。

未来东芝仍将着手再改进此一技术，增加基板内藏晶体管的数目和强化电路性能，增加静影像的显示色数，以4-6bit灰阶的4096色和6-bit灰阶的26万色为目标。显示色数增加，晶体管等强度自然提高，制程的微调化不可或缺。

东芝在2000年的技术水平，移动度为100，4制程，未来采改良为200和0.25。

小尺寸面板比非晶硅成本便宜

三星近来在LTPS的关发上亦相当积极，视为LCD和IC技术的结合。该公司认为4吋面板的场合下，LTPS比传统的非晶硅在成本上更为有利，又可提高分辨率。在内藏于基板的驱动IC调数来决定。理论上，目前LTPS的成本要比多晶硅来得高，但在驱动IC内嵌于基板后，情况就大不相同了，以370╳L170的基板做比较，ltps比非晶硅的成本要增加100～１２０美元，不过驱动IC的生产亦要120美元，两相抵消，LTPS反而有利。以4吋为例，在考虑良率的情形下，一片基板可生产20个4吋面板，每个面板需要6颗驱动IC，故共要120颗。假设驱动IC每颗1美元，共需120美元，恰和LTPS基板所增加的100～120美元相当，甚至整体判断，LTPS还略为便宜一些。未来大型面板上，若再整合数字界面的控制电路，可再进一步降低成本。

LTPS的TFT组件较小，故有较大的孔径比，可使光的透过度提高，增加产度，并可减少留光的负荷，更适合使用在扮带式设备上。外部的PCB接脚亦较少，接线的连接点较少，使其产生缺陷的发生率较小，增加耐用度(表三)。上述优点便使得LTPS面板的用途大为扩充，可使10.4吋的LCD达到UXGA的高分辨率，并可能使CAD系统行动化。

在小尺寸的市场上，似乎手机的市场最大，业者投入的资源最大，手机和PDA或掌上型电玩的设计理念并不完全一致，但大同小异。手机在耗电量较为苛求，必须在性能上和耗电量间取得一平衡点。PDA除了Wireless PDA机种之外，没有手机街机的电力消耗，在这方面尚可有较大的预留空间，基本上，手机面板的设计技术可直接移植到PDA上，唯尺寸放大到4吋以上之后，生产的良率控制就需要谨慎。掌上型电玩强调动态影像的呈现，被动矩阵面板就不再适用。手机的产品高低阶范围大，需要各种不同型式的面板来支持，这种多样式的面板亦符合PDA的产品发展需求，目前业界投入在手机用彩色面板的技术开发共有五大类，分别为STN、TFD、非晶硅TFT、LPTS TFT和OLED。并非每一个制造商都需要一次投入所有的五种，需视企业资源、产品策略等多项因素而定。由可互比较可初LPTS之地位。

省电效益显著

此五大类面板技术各有其特色和无可取代性，十足反应无一专一技术可主宰市场的现象。最大的顾虑，在面板彩色化并加入动态影像显示之后，其耗电量直逼RF模块，现阶段手机彩色面板的影示以静态影像为主，STN和TFD电的电力消耗约为数十mw。非晶硅TFT亦紧跟着投入低耗电的问题，包括充电和放电放大器的电流控制以切换器电路解决，可减少75%的电流消耗；驱动IC内藏RAM，可减少50%的电流消耗，如此可使NEC的4096色静态影像的非晶硅TFT，减少7/8，皆为5mw，Sharp声称新开发的驱动方式可以降低为3mw以下，东芝则积极加入LPTS TFT，试装面板8色静态影像胧力消耗不满2MW，4096色25MW，预计2001年6月量产。

在2003年多色面板的电力消耗将和STN相当。Sharp宣称引进CG技术之后，2003年后可降低至1mw。东北Pioneer所开发的4096色OLED需要120mw，在采用高效率的发光材料之后，可在2002~2003年间降为数十mw。使用主动矩阵可改善动态影像质量，但耗电量上必须和现在的STN看齐，成为必遵循的准则。

STN争取最后剩余价值

在性能上吃亏的STN在多家业者跨入积极的研发之下，由256色一举冲上6.5万色。Sharp和日本印刷共同开发控制彩色滤光片厚度以增强色浓度和色再现性为过去的5倍，而达到此效果。Seiko Epson欲沿用打印机印刷的软件技术，提高灰阶(号称可提高至26万色)。在感应速度方面，为符合动态影像每秒至少1.5富画框的水平，必须于60ms。Sharp开发的狭窄型液晶材料可达到此性能。Seiko Epson则认为该公司的STN技术可在2001下半年和2002年上半年分别达到符合每秒15和30画框的目标。在轻率化方面，原使用0.15MM厚度的STN，Seiko Epson在2001年上半年率先跨入0.4mm，Sharp更在6月引进0.13mm量产。非晶硅TFT所使用的基板厚度一向比STN厚，目前的水平是0.17MM，NEC在2001年4月须开始在一部份的生产端上改用0.5MM。

STN在价格上较具优势，小尺寸方面的应用上，性能仍有改善的空间。特别是在耗电量上和传统单色STN较接近，容易被手机制造商所接受。在日本手机市场上，有相当吃重的比率是在电玩的操作，对动态影像性能要求较高，略有残影的STN并非最理想的技术，可是在非日本的全球市场上，上述使用方式并未兴起，STN足堪所有的应用要求。所以大部份的LCD制造商仍倾力在STN的开发上，以充份发掘剩余价值。

未来的必然趋势

由以上的陈述可知手机面板技术的竞争之激烈，尤其在遁入彩色化之后，原来的TPT LCD业者更大肄进行技术的改造，以加入此潜力雄厚的市场。Display Search估计2001年第1季时，tft占所有彩色机种的20%；但在第4季时将跃升为42%。已有数家业者投入ldts的技术，并结合反射式的技术，达到高画质和低耗电的双重目标。东芝和三菱已各自发表2.1吋的面板，Sharp则拥有独自的CG技术，Seiko Epson、富士通和日立亦都有开发LPTS的计划。目前业界认为，不论是现在生产或准备要生产的彩色LCD面板技术，诸如彩色STN、非晶硅TFT、MD-TFD都只是过渡时期的折衷技术，将来必然走向反射型LPTS；TFT彩色STN大致只能在低价手机上幸存；半透过式的非晶硅TFT无法同时兼顾电力消耗和色纯度，下一代必得走向反射式；半透过式MD-TFD是下一代面板中最具优势，大低可在省电和高画质上两全，但长久下来，将会走向反射式，和TFT方式相比，无法创造差异化，是最大的隐忧。

反射式LPTS具备高精细和高准确化特征，可发挥多功能手机未来在小面板成熟之后，所累积的经验将有助于LPTS在更大面板上取得更好的竞争力。